Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1999-02Bitstream added on 2014-06-13T18:46:14Z : No. of bitstreams: 1 toscano_ias_dr_araiq.pdf: 387630 bytes, checksum: 64cc6245511279744bb2dd4a814e3afb (MD5) / Substâncias húmicas aquáticas (SHA) foram obtidas por processo de adsorção em resinas macroporosas não-iônicas, XAD 7 e XAD 2, dispostas em série. Após eluição com solução de NaOH, o extrato alcalino de SHA foi acidificado a pH 1,0 para separação em ácidos húmico (AH) que precipita, e ácido fúlvico (AF) o qual permanece em solução. Para caracterização físicoquímica do material húmico (AH e AF), foram feitas análise elementar, determinação do teor de substâncias húmicas e acidez total. Os resultados obtidos por UV-VIS e FTIR indicaram que AH apresenta maior número de grupos aromáticos em relação a AF, que em geral possui mais cadeias alifáticas. A aplicação da técnica imunoquímica, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), para a determinação do herbicida atrazina em águas foi avaliada em amostra de água contendo alto teor de matéria orgânica (~35 mg L-1) e baixo valor de pH (3,8). O efeito matriz devido a presença de SHA pode ser notado pela perda de sensibilidade da técnica, ou seja, os valores de IC50 variaram de 60 ng L-1, na ausência de SHA, para 112 ng L-1 em concentrações acima de 10,0 mg L-1 de material húmico e para 137 ng L-1 em pH < 5,0. Além disto, pode-se inferir que a luz solar aumentou a velocidade de degradação da atrazina na presença de SHA formando produtos, com partes de suas estruturas, semelhantes ao produto original levando a resultados falso-positivos. A quantidade de material húmico presente na amostra de água foi a principal fonte de erro na análise de atrazina, levando à interações não-específicas entre as SHA e os reagentes enzimáticos. O procedimento ELISA, aplicado neste estudo, pode ser utilizado para determinação de atrazina desde que se faça diluição da amostra até cerca de 2,5 mg L-1 de húmicos e em pH alcalino (7,0 – 9,0). / Aquatic humic substances (AHS) were isolated from water samples using Amberlite XAD 7 and XAD 2. After elution with NaOH solution, the XAD concentrated AHS was fractioned at pH 1.0 resulting in fulvic acid (FA - supernatant) and humic acid (HA - slurry). All humic materials were characterized with respect to elemental analysis, amount of AHS and total acidity. UV and FTIR spectra showed HA aromatic character greater than FA. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was evaluated by analyzing atrazine in rich-humic matter water sample (~35 mg L-1) and acid water (pH 3.8). From all the conditions studied the low pH (pH < 5.0) and high humic substances concentrations (>10 mg L-1) showed the greatest influence. The IC50 values to control sample (no humic) decreased from 60 ng L-1 to 112 ng L-1 to humic solution at >10 mg L-1 and to 137 ng L-1 at pH < 5.0. The presence of AHS alters the photochemical behaviour of atrazine by accelerating its degradation forming metabolites which can be recognized by the antibodies. The assay performance showed a strong dependence on the pH values and amount of humic matter. However, analysis could be carried out directly in samples containing HA or FA that had been adjusted the pH in the range between 7.0 and 9.0, and humic concentration at 2.5 mg L-1.

Orientador: Julio César Rocha / Resumo: Substâncias húmicas aquáticas (SHA) foram obtidas por processo de adsorção em resinas macroporosas não-iônicas, XAD 7 e XAD 2, dispostas em série. Após eluição com solução de NaOH, o extrato alcalino de SHA foi acidificado a pH 1,0 para separação em ácidos húmico (AH) que precipita, e ácido fúlvico (AF) o qual permanece em solução. Para caracterização físicoquímica do material húmico (AH e AF), foram feitas análise elementar, determinação do teor de substâncias húmicas e acidez total. Os resultados obtidos por UV-VIS e FTIR indicaram que AH apresenta maior número de grupos aromáticos em relação a AF, que em geral possui mais cadeias alifáticas. A aplicação da técnica imunoquímica, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), para a determinação do herbicida atrazina em águas foi avaliada em amostra de água contendo alto teor de matéria orgânica (~35 mg L-1) e baixo valor de pH (3,8). O efeito matriz devido a presença de SHA pode ser notado pela perda de sensibilidade da técnica, ou seja, os valores de IC50 variaram de 60 ng L-1, na ausência de SHA, para 112 ng L-1 em concentrações acima de 10,0 mg L-1 de material húmico e para 137 ng L-1 em pH < 5,0. Além disto, pode-se inferir que a luz solar aumentou a velocidade de degradação da atrazina na presença de SHA formando produtos, com partes de suas estruturas, semelhantes ao produto original levando a resultados falso-positivos. A quantidade de material húmico presente na amostra de água foi a principal fonte de erro na análise de atrazina, levando à interações não-específicas entre as SHA e os reagentes enzimáticos. O procedimento ELISA, aplicado neste estudo, pode ser utilizado para determinação de atrazina desde que se faça diluição da amostra até cerca de 2,5 mg L-1 de húmicos e em pH alcalino (7,0 - 9,0). / Abstract: Aquatic humic substances (AHS) were isolated from water samples using Amberlite XAD 7 and XAD 2. After elution with NaOH solution, the XAD concentrated AHS was fractioned at pH 1.0 resulting in fulvic acid (FA - supernatant) and humic acid (HA - slurry). All humic materials were characterized with respect to elemental analysis, amount of AHS and total acidity. UV and FTIR spectra showed HA aromatic character greater than FA. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was evaluated by analyzing atrazine in rich-humic matter water sample (~35 mg L-1) and acid water (pH 3.8). From all the conditions studied the low pH (pH < 5.0) and high humic substances concentrations (>10 mg L-1) showed the greatest influence. The IC50 values to control sample (no humic) decreased from 60 ng L-1 to 112 ng L-1 to humic solution at >10 mg L-1 and to 137 ng L-1 at pH < 5.0. The presence of AHS alters the photochemical behaviour of atrazine by accelerating its degradation forming metabolites which can be recognized by the antibodies. The assay performance showed a strong dependence on the pH values and amount of humic matter. However, analysis could be carried out directly in samples containing HA or FA that had been adjusted the pH in the range between 7.0 and 9.0, and humic concentration at 2.5 mg L-1. / Doutor

Por meio de ensaios em reatores estáticos (em equipamento de jarteste) foram estudados os efeitos da ruptura e da refloculação na sedimentação dos flocos, para diferentes velocidades de sedimentação. A água de estudo foi preparada com substâncias húmicas aquáticas (SHA) extraídas de água coletada do rio Itapanhaú - Bertioga/SP, resultando cor verdadeira de 100 uH, e coagulada com sulfato de alumínio e cloreto férrico. Para os dois coagulantes, foram realizadas as etapas de coagulação, mistura rápida, floculação, ruptura (G=50, 100 e 150/s) e refloculação (G=10 e 20/s). Na sedimentação sem a ocorrência de ruptura o cloreto férrico teve um desempenho superior ao sulfato de alumínio, principalmente nas velocidades de sedimentação mais altas. Isso se deve ao fato da floculação da água coagulada com o cloreto férrico ter gerado flocos de tamanho muito superior aos flocos gerados com o sulfato de alumínio. A ruptura, em poucos segundos, prejudicou a remoção dos flocos por sedimentação. Quanto maior o gradiente de velocidade na ruptura, maiores foram os valores da cor aparente remanescente, mesmo após a refloculação. A refloculação, mesmo nos primeiros minutos, diminuiu a cor aparente remanescente se comparada a logo após a ruptura. O menor gradiente de velocidade durante a refloculação testado (10/s) apresentou menores valores da cor aparente remanescente. Tanto na água coagulada com o sulfato de alumínio quanto na coagulada com o cloreto férrico a refloculação se comportou de modo semelhante, havendo recuperação na eficiência de remoção de cor sem, porém, atingir os resultados obtidos antes da ruptura. / By using the jar test equipment, the effects of breakage and reflocullation on the efficiency of floc sedimentation were studied, using different settling velocities. Water of study was prepared with aquatic humic substances (AHS) extracted from the Itapanhaú river (Bertioga, SP, Brazil), resulting a true color of 100 uH. Coagulation was performed by using aluminum sulfate and ferric chloride. For both coagulants, coagulation, flocculation, breakage (G=50, 100 and 150/s) and reflocculation (G=10 and 20/s) tests were carried out. In the sedimentation without the floc breakage occurrence the ferric chloride had a superior performance to aluminum sulphate, mainly in higher settling velocities. This occurred because of flocculation of the ferric chloride coagulated water have generated higher size flocs than that generated with aluminum sulphate. The breakage of flocs, in few seconds, hindered the settling removal. The higher the average shear rate in the break-up, the higher result the residual turbidity even after the reflocculation. The reflocculation, even in the first minutes, decreased the apparent color if compared to the results just after the break-up and sedimentation. The lower average share rate used during the reflocculation (10/s) resulted lower values of the remaining apparent color. During the flocculation, the aluminum sulphate coagulated water as well as in the ferric chloride coagulated water held in similar way, recovering the efficiency of removal of color without, however, reach the results gotten before the breakage.

Existem muitos mananciais usados como fonte de abastecimento de água que apresentam cor verdadeira relativamente alta, devido à presença de substâncias húmicas (SH). Muitas estações de tratamento de água (ETA) apresentam problemas no processo de coagulação decorrentes da presença das SH. Com isso é necessário o uso de pré-oxidantes para reduzir a cor verdadeira da água. Quando emprega-se o cloro como oxidante ocorre a formação de subprodutos halogenados, que são prejudiciais a saúde humana. Para este estudo coletou-se água no Rio Itapanhaú - Bertioga/SP, a qual apresentou cor verdadeira na ordem de 400 uH. Para a extração das SHA empregou-se a resina XAD 8. Os extratos de SHA foram filtrados em membrana com poros de 0,45 µm e após utilizou-se a técnica de ultrafiltração (UF) para o fracionamento do material húmico em diferentes tamanhos moleculares aparente. As frações empregadas na caracterização foram: F1: menor que 0,45 µm, F2: entre 100 kDa e 0,45 µm, F3: entre 30 e 100 kDa, F4: entre 10 e 30 kDa, F5: entre 5 e 10 kDa. As frações foram caracterizadas por meio das técnicas de análise elementar, espectroscopia de ultravioleta/visível, infravermelho e ressonância magnética nuclear de 13C (RMN de 13C). Os resultados mostraram que as frações de menor tamanho molecular aparente (F3, F4 e F5) possuem maior conteúdo de carbonos alifáticos do que carbonos aromáticos e uma porcentagem relativamente alta de oxigênios ligados a grupamentos alquílicos e a ácidos carboxílicos. As frações de maior tamanho molecular aparente (F1 e F2) apresentaram maior grau de condensação de grupamentos aromáticos. No caso dos espectros de RMN de 13C, não foi possível verificar diferenças significativas nas diferentes frações de SHA. Verificou-se picos mais intensos na região de grupos carboxil e alifáticos e menos intenso na região dos aromáticos. Isso indica que nas SHA há maior conteúdo de grupamentos oxigenados e carbonos alifáticos. As amostras de água de estudo foram preparadas com água de poço artesiano e com as frações de diferentes tamanhos moleculares aparentes das SHA (F1: menor que 0,45 µm, F2: entre 100 kDa e 0,45 µm e F3: entre 30 e 100 kDa e F4\': menor que 30 kDa) com cor verdadeira aproximadamente de 100 uH e turbidez em torno de 0,5 uT. Para avaliar a influência dos diferentes tamanhos moleculares aparentes das SHA na eficiência da coagulação foram feitos ensaios em jartest empregando filtração direta descendente. Os coagulantes empregados neste estudo foram, o sulfato de alumínio e cloreto férrico, ambos como produto comercial líquido. Os diagramas de coagulação evidenciaram a influência do tamanho molecular aparente das SHA no processo de coagulação, quando empregou-se os coagulantes sulfato de alumínio e cloreto férrico. Para as águas de estudo preparadas com as frações de menor tamanho molecular aparente, foi necessário maior dosagem de coagulante para se obter remoção da cor aparente da água e mesmo assim, a remoção foi menor. A fração de menor tamanho molecular aparente (F4\') apresenta maior porcentagem de ácidos fúlvicos, e estes apresentam maior quantidade de grupos com carga negativa. Por isso, há necessidade de maior dosagem de coagulante para que ocorra uma eficiente remoção de cor aparente. / Water sources used to supply the public water system frequently have a relatively high true color intensity due to dissolved aquatic humic substances (AHS). In this study, water samples were collected from the Itapanhaú River (Bertioga, SP, Brazil), which exhibited a true color intensity in the order of 300 Hanzen units. XAD-8 resin was used to extract AHS. The AHS extract was filtered through a membrane with 0.45 µm pores, giving fraction F1, and this was separated by ultrafiltration into 4 apparent molecular size fractions of humic material: F2 from 100 kDa to 0.45 µm, F3 from 30 to 100 kDa, F4 from 10 to 30 kDa and F5 from 5 to 10 kDa. The fractions were characterized by elemental analysis and UV/Vis, infra-red (IR) and carbon 13 nuclear magnetic resonance (13C-NMR) spectroscopy. In general, the results showed that the smaller molecular size fractions (F3, F4 and F5) had a higher proportion of aliphatic than aromatic carbon atoms and a relatively high percentage of oxygen atoms bonded to alkyl groups and in carboxylic acids. Conversely, the apparently larger molecules (fractions F1 and F2) showed a higher content of aromatic groups. In the case of the 13C-NMR spectra, no significant differences could be detected among the fractions. There were stronger peaks in the carboxyl group and aliphatic carbon region and weaker peaks in the aromatic region, indicating that in the AHS as a whole, there is a greater content of oxygenated groups and aliphatic carbon atoms. Water from an artesian well was used to prepare experimental samples of the following molecular size fractions of AHS: F1 < 0.45µm, F2 from 100 kDa to 0.45 µm and F3: from 30 kDa to 100 kDa and F4\': < 30 kDa, with true color intensity around 100 Hazen units and turbidity around 5.0 NTU. To assess the influence of the apparent molecular size on the efficiency of coagulation, jar test were carried out, using direct filtration. The coagulants employed were aluminum sulfate and ferric chloride. The coagulation diagrams obtained with these products revealed the effects of the molecular size of the AHS on the coagulation process. For the experimental samples, fractions F3 e F4 \', a greater dose of coagulant was needed to remove the apparent water color around 5.0 Hanzen units and, even then, the amount removed was smaller. F4\' also had a higher proportion of fulvic acids, which exhibited a larger number of negatively-charged groups. For these reasons, a high dose of coagulant is necessary to achieve an efficient removal of apparent color.

Um dos maiores interesses atuais no âmbito mundial, está focalizado no aumento da radiação ultravioleta (UV) e sua influência no equilíbrio dos sistemas aquáticos. O Rio Negro-AM, um dos principais afluentes da Bacia Amazônica, constitui-se em um lugar ideal para o estudo do impacto da radiação UV na biogeoquímica da matéria orgânica dissolvida (MOD), pelas elevadas concentrações de carbono orgânico (CO), altas taxas de radiação solar registradas e variabilidade sazonal do sistema. O presente trabalho teve por finalidade avaliar a dinâmica e funcionalidade das substâncias húmicas aquáticas (SHA) do Rio Negro frente a fatores ambientais como índices fluvio e pluviométricos e a radiação UV-visível. Com este objetivo as SHA foram classificadas em relação às estações do ano (verão, outono, inverno e primavera) e caracterizadas, através da composição elementar, capacidade complexante (CC) com Cu+2 e das espectroscopias de ressonância paramagnética eletrônica (RPE), ressonância magnética nuclear de carbono 13 (RMN 13C), infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), absorbância e fluorescência de luz UV-visível. O resultado revelou o efeito das mudanças sazonais do rio na estrutura da MOD, sendo que as SHA do inverno (época de cheia) evidenciaram o maior carácter alifático por RMN 13C, diretamente relacionado com altos níveis fluviométricos que favoreceriam o ingresso da MOD fresca de origem terrestre, hidrofílica e em vias de estabilização. Por outro lado, as SHA de verão e outono (época de seca), mostraram o maior carácter aromático com altos teores de radicais livres do tipo semiquinona, os maiores índices de humificação por fluorescência e as maiores absorbâncias a comprimentos de onda mais longos. Em uma segunda parte, avaliaram-se os efeitos da radiação UV-visível nas propriedades ópticas e estruturais das SHA de verão e inverno, para isso empregou-se uma lâmpada de Hg-Xe (290 - 475 nm). Em geral observou-se uma diminuição progressiva da absorbância e da cor, uma mineralização com redução aproximada de 75% de CO e a formação de estruturas de menor complexidade, evidenciada através do deslocamento para menores comprimentos de onda dos máximos de fluorescência; uma acidificação do meio (6 - 4,5) e uma perda total da CC de Cu+2, nos primeiros 300 minutos da irradiação. Desse modo, a variabilidade estrutural sazonal também foi observada no comportamento na fotodegradação das SHA de verão e inverno. Assim, as de verão (com maior aromaticidade) apresentaram uma cinética lenta (k=10,33 x 10-4), embora mais efetiva com a perda total de absorbância do 87%, atribuída a uma maior ressonância dos grupos cromóforos presentes em maior quantidade. Em contrapartida, as SHA de inverno (com a maior alifaticidade) degradaram se mais rapidamente (k=12,33 x 10-4) atingindo um estado limite estacionário, até uma perda de absorbância de 79%, devida à acelerada decomposição dos grupos alifáticos e/ou a produção de estruturas absorventes que são recalcitrantes e inertes aos comprimentos de onda da lâmpada. Contudo, estes resultados contribuem para um melhor entendimento das tendências dos fluxos de CO nos rios e a subseqüente quantificação de C das fontes terrestres e aquáticas e sua dependência com diversos fatores ambientais. / Nowadays, one of the major world concerning is focused in the increasing of the damaging ultraviolet (UV) radiation and its impact on the aquatic ecosystems. In addition, the Rio Negro, one of the principal tributaries of the Amazon Basin, is an appropriate site for studying the influence of the UV radiation in the dissolved organic matter (DOM) biogeochemistry, since its high level of organic carbon (OC) production, the high rates of solar exposition and the seasonal variation of the system. The present research had the intent to evaluate the dynamics and functionality of the Rio Negro aquatic humic substances (AHS) influenced by environmental factors such as pluviometric and fluviometric levels and the UV-vis irradiation. In order to reach these objective, the AHS from one year were classified in seasonal groups (summer, autumn, winter and spring) and characterized through the elemental analysis, copper (Cu+2) complexation capacity (CC) and through the spectroscopic techniques as electronic paramagnetic resonance (EPR), nuclear magnetic resonance of 13C (NMR 13C), Fourier transformed infrared spectroscopy and UV-visible absorbance and fluorescence. The results revealed the river seasonal changes effects on the DOM structure, being that, the winter AHS (flooding season), evidenced the highest aliphatic character from the NMR 13C analysis, that can be related with the high fluviometric levels that would increasing the presence of fresh hydrophilic and not totally stabilized (MOD) from terrestrial sources. In contrast, the summer and autumn AHS (dry season) showed the greatest aromatic presence, high concentration of semiquinone free radicals, the greatest humification degrees from the fluorescence and the elevated long wavelength absorbance. Complementarily, the AHS optical and structural properties were assessed as a function of its exposure to UV-visible irradiation using an Hg-Xe lamp (290-475 nm). In general there were observed a progressive decreasing of absorbance and color, a mineralization with a 75% carbon loss and the formation of the less complex structures inferred from the change of the maximum fluorescence to shorter wavelengths. In addition there were registered the system acidification (6- 4,5) and a total loss of the Cu+2 CC during the first 300 minutes of the radiation exposure. As expected, the structure seasonal dependence influenced in the photodegradation behavior of the winter and summer AHS. The summer AHS sample (with the highest aromaticity) showed slower kinetics (k=10,33 x 10-4), but higher susceptibility to the UV irradiation with a 87% loss of absorbance, explained by the highest concentration of aromatic structures more resonant with the irradiation applied. On the counterpart, the winter AHS (with the highest aliphaticity) presented faster kinetics (k=12,33 x 10-4), reaching rapidly a stationary state with a total absorbance loss of 79%, as a result of an accelerated decomposition of its aliphatic fractions and/or the production of absorbing light recalcitrant compounds, unreactive to the wavelengths applied in this study. Finally, these results contribute for a better understanding of the OC river fluxes and the subsequent quantification of the terrestrial and aquatic C sources and its dependence with diverse environmental factors.

Lead concentrations in drinking water were found to exceed the provincial standard of 10 µg/L in Brandon, Portage la Prairie and Winnipeg, in some locations. Lead dioxide was identified in the scale coating the interior of lead pipes in the Brandon water distribution system. However, during periods of stagnation, free chlorine is used up by the elevated concentrations of natural organic matter (NOM) in the treated water, and lead dioxide is reduced back to more soluble divalent lead, resulting in release of dissolved lead. The removal of NOM and the targeted removal of aquatic humic substances (AHS), thought to be the most reactive fraction of NOM, were investigated as a means of decreasing the reduction of lead dioxide. Contrary to expected results, targeted removal of AHS was not found to have a significant impact on reduction of lead dioxide, while removal of 50% of the NOM non-preferentially was found to significantly decrease the reduction of lead dioxide. This indicates that AHS are not the most reductant fraction of natural organic matter in this particular water.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-06-18Bitstream added on 2014-06-13T20:38:20Z : No. of bitstreams: 1 melo_ca_me_sjrp.pdf: 1374566 bytes, checksum: 668f08f5e93758d8c822355201627410 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho foi determinado o estoque de metais e avaliada a dinâmica destes em águas superficiais dos rios Preto, Turvo e Grande e seus afluentes (corpos aquáticos pertencentes à Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande). Numa primeira etapa, os elementos alumínio, antimônio, arsênio, bário, cádmio, chumbo, cobre, cromo, níquel e zinco foram quantificados mensalmente em 13 locais de amostragens empregando Espectrometria de Absorção Atômica com Atomização por Forno de Grafite. Nessas mesmas amostras foram monitorados em campo, com o auxílio de equipamentos multiparâmetros, os parâmetros temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade, pH e sólidos totais dissolvidos, bem como no laboratório o carbono orgânico total (COT) empregando um Analisador de Carbono Orgânico Total. Os resultados foram interpretados com o auxílio de Análise de Componentes Principais (PCA). Numa segunda etapa, substâncias húmicas aquáticas (SHA) foram extraídas das águas do rio Preto empregando método recomendado pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas. Em seguida, estudos da capacidade de complexação das SHA do Rio Preto com os metais alumínio, cromo (III), cromo (VI) e níquel foram realizados no laboratório e em campo empregando Espectrofluorimetria Molecular. A partir dos resultados obtidos pode se verificar que os corpos aquáticos Córrego Piedade e rio Preto próximo a ETE (COT variando de 2,9-225,8 mg L-1) encontraram-se impactados principalmente, devido ao lançamento de efluentes domésticos. Os dados de PCA discriminaram 4 grupos permitindo avaliar a influência da sazonalidade no aporte dos contaminantes monitorados. As constantes de estabilidade condicional dos complexos SHA-Cromo (VI), SHA-Cromo (III) e SHANíquel foram de 2,6 10-2, 2,0 10-2 e 1,1 10-5, respectivamente. Estes resultados, associados à caracterização das SHA permite concluir... / Quantify and metals environmental dynamics in waters from Preto, Turvo and Grande rivers and its main tributaries (water bodies belonging at Turvo/Grande Watershed) were evaluated in this work. As a first step, freshwater were sampling monthly at 13 sampling places during 12 months and the elements aluminum, antimony, arsenic, barium, cadmium, lead, copper, chromium, nickel and zinc were quantified using Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry. In field, the characterization of these water samples were carried through measures of temperature, dissolved oxygen, conductivity, pH and total dissolved solids. Total organic carbon (TOC) was quantified using a Total Organic Carbon Analyzer. Principal Component Analysis (PCA) was employed to data treatment. In a second step, aquatic humic substances (AHS) were extracted from Preto River according International Humic Substances Society method. Complexation capacity studies of AHS with aluminum, chromium (III), chromium (VI) and nickel were performed in the laboratory and field using Fluorescence Molecular Spectroscopy. Results showed that Piedade and Preto rivers near ETE are the aquatic bodies more affected by domestic discharges presenting TOC ranged from 2.9 to 225.8 mg L-1. PCA discriminated four groups to evaluate seasonality influence on discriminated diffuse and point sources of monitored contaminants. Conditional stability constants of metal complexes with AHS were 2.6 10-2, 2.0 10-2 and 1.1 10-5 for chromium (VI), chromium (III) and nickel, respectively. Our results indicated that SHA-metal interactions are weak compared to other studies reported in the literature, whose may be associated to humification degree low. Atypical behavior was observed to complexation capacity study of the AHS-Aluminum. An increase of the fluorescence signal was noted with metal addition. Finally, solar radiation decrease the complexation... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-19Bitstream added on 2014-06-13T19:38:09Z : No. of bitstreams: 1 goveia_d_me_araiq.pdf: 683250 bytes, checksum: 0243bd68e7b12bdd9b48ea1b70e5278f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho, membranas poliméricas de acetato de celulose foram preparadas pelo procedimento de inversão de fase e juntamente com filtros de papel JP41 (Jprolab- Procedência Alemã), foram organomodificados com tetraetilortosilicato (TEOS) e 3-aminopropiltrietoxisilano (3-APTS), visando o desenvolvimento de um novo procedimento analítico para especiação in-situ de metais lábeis e inertes em sistemas aquáticos. Parâmetros que exercem influência na labilidade do íon metálico, como pH, tempo de complexação, concentração e características de matéria orgânica foram estudadas em laboratório usando testes de remoção de metais. Os tempos de equilíbrio de complexação na membrana polimérica indicaram uma cinética lenta para os íons metálicos Mn(II) e Ni(II), mais rápidas para Cu(II) e Cd(II) com uma baixa recuperação de cátions metálicos. Os resultados com os testes utilizando filtros de papel organomodificados apresentaram uma cinética mais baixa para íons Cu(II) em comparação com Ni(II), Mn(II) e Cd(II). A labilidade relativa observada para cátions metálicos complexados em substâncias húmicas aquáticas (SHA) usando filtros de papel organomodificados foi Cu>>Cd>Ni>Mn. Os valores de pH, características estruturais e concentração de SHA influenciam fortemente na labilidade dos metais estudados. Os resultados obtidos mostraram que a utilização de filtros de papel organomodificados pode ser uma alternativa interessante e promissora pra a caracterização in-situ de metais lábeis/inertes em sistemas aquáticos. / In this work, cellulose acetate polymeric membranes have been prepared by the procedure of phase inversion and together with paper filters JP41 (Jprolab- German origin), have been organomodified with tetraethylortosilicate (TEOS) and aminopropyltriethoxysilane (3-APTS), aiming the development of a new analytical procedure for in-situ especiation of labile and inert metallic species in aquatic systems. Parameters that exert influence on the metal lability, as pH, complexation time, concentration and characteristics of organic matter were studied in laboratory using tests of metal recovery. The equilibrium times of complexation in the polymeric membrane indicated slow kinetic for metallic ions Mn(II) and Ni(II), faster for Cu(II) and Cd(II) and a low metal removal. The results with the tests using organomodified paper filters showed lowest kinetic for ions Cu(II) in comparison with Ni(II), Mn(II) and Cd(II). The relative lability observed for metallic cations complexed in aquatic humic substances (HAS) using the paper filters was Cu>>Cd>Ni>Mn. The pH values, structural characteristics and concentration of AHS exert strong influence on the lability of studied metals. The results obtained showed that the utilization of organomodified filter papers can be an interesting and promising alternative for insitu characterization of metal lability/inertness in aquatic systems.

Orientador: Márcia Cristina Bisinoti / Banca: André Henrique Rosa / Banca: Edenir Rodrigues Pereira Filho / Resumo: Neste trabalho foi determinado o estoque de metais e avaliada a dinâmica destes em águas superficiais dos rios Preto, Turvo e Grande e seus afluentes (corpos aquáticos pertencentes à Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande). Numa primeira etapa, os elementos alumínio, antimônio, arsênio, bário, cádmio, chumbo, cobre, cromo, níquel e zinco foram quantificados mensalmente em 13 locais de amostragens empregando Espectrometria de Absorção Atômica com Atomização por Forno de Grafite. Nessas mesmas amostras foram monitorados em campo, com o auxílio de equipamentos multiparâmetros, os parâmetros temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade, pH e sólidos totais dissolvidos, bem como no laboratório o carbono orgânico total (COT) empregando um Analisador de Carbono Orgânico Total. Os resultados foram interpretados com o auxílio de Análise de Componentes Principais (PCA). Numa segunda etapa, substâncias húmicas aquáticas (SHA) foram extraídas das águas do rio Preto empregando método recomendado pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas. Em seguida, estudos da capacidade de complexação das SHA do Rio Preto com os metais alumínio, cromo (III), cromo (VI) e níquel foram realizados no laboratório e em campo empregando Espectrofluorimetria Molecular. A partir dos resultados obtidos pode se verificar que os corpos aquáticos Córrego Piedade e rio Preto próximo a ETE (COT variando de 2,9-225,8 mg L-1) encontraram-se impactados principalmente, devido ao lançamento de efluentes domésticos. Os dados de PCA discriminaram 4 grupos permitindo avaliar a influência da sazonalidade no aporte dos contaminantes monitorados. As constantes de estabilidade condicional dos complexos SHA-Cromo (VI), SHA-Cromo (III) e SHANíquel foram de 2,6 10-2, 2,0 10-2 e 1,1 10-5, respectivamente. Estes resultados, associados à caracterização das SHA permite concluir... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Quantify and metals environmental dynamics in waters from Preto, Turvo and Grande rivers and its main tributaries (water bodies belonging at Turvo/Grande Watershed) were evaluated in this work. As a first step, freshwater were sampling monthly at 13 sampling places during 12 months and the elements aluminum, antimony, arsenic, barium, cadmium, lead, copper, chromium, nickel and zinc were quantified using Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry. In field, the characterization of these water samples were carried through measures of temperature, dissolved oxygen, conductivity, pH and total dissolved solids. Total organic carbon (TOC) was quantified using a Total Organic Carbon Analyzer. Principal Component Analysis (PCA) was employed to data treatment. In a second step, aquatic humic substances (AHS) were extracted from Preto River according International Humic Substances Society method. Complexation capacity studies of AHS with aluminum, chromium (III), chromium (VI) and nickel were performed in the laboratory and field using Fluorescence Molecular Spectroscopy. Results showed that Piedade and Preto rivers near ETE are the aquatic bodies more affected by domestic discharges presenting TOC ranged from 2.9 to 225.8 mg L-1. PCA discriminated four groups to evaluate seasonality influence on discriminated diffuse and point sources of monitored contaminants. Conditional stability constants of metal complexes with AHS were 2.6 10-2, 2.0 10-2 and 1.1 10-5 for chromium (VI), chromium (III) and nickel, respectively. Our results indicated that SHA-metal interactions are weak compared to other studies reported in the literature, whose may be associated to humification degree low. Atypical behavior was observed to complexation capacity study of the AHS-Aluminum. An increase of the fluorescence signal was noted with metal addition. Finally, solar radiation decrease the complexation... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: Neste trabalho, membranas poliméricas de acetato de celulose foram preparadas pelo procedimento de inversão de fase e juntamente com filtros de papel JP41 (Jprolab- Procedência Alemã), foram organomodificados com tetraetilortosilicato (TEOS) e 3-aminopropiltrietoxisilano (3-APTS), visando o desenvolvimento de um novo procedimento analítico para especiação "in-situ" de metais lábeis e inertes em sistemas aquáticos. Parâmetros que exercem influência na labilidade do íon metálico, como pH, tempo de complexação, concentração e características de matéria orgânica foram estudadas em laboratório usando testes de remoção de metais. Os tempos de equilíbrio de complexação na membrana polimérica indicaram uma cinética lenta para os íons metálicos Mn(II) e Ni(II), mais rápidas para Cu(II) e Cd(II) com uma baixa recuperação de cátions metálicos. Os resultados com os testes utilizando filtros de papel organomodificados apresentaram uma cinética mais baixa para íons Cu(II) em comparação com Ni(II), Mn(II) e Cd(II). A labilidade relativa observada para cátions metálicos complexados em substâncias húmicas aquáticas (SHA) usando filtros de papel organomodificados foi Cu>>Cd>Ni>Mn. Os valores de pH, características estruturais e concentração de SHA influenciam fortemente na labilidade dos metais estudados. Os resultados obtidos mostraram que a utilização de filtros de papel organomodificados pode ser uma alternativa interessante e promissora pra a caracterização "in-situ" de metais lábeis/inertes em sistemas aquáticos. / Abstract: In this work, cellulose acetate polymeric membranes have been prepared by the procedure of phase inversion and together with paper filters JP41 (Jprolab- German origin), have been organomodified with tetraethylortosilicate (TEOS) and aminopropyltriethoxysilane (3-APTS), aiming the development of a new analytical procedure for "in-situ" especiation of labile and inert metallic species in aquatic systems. Parameters that exert influence on the metal lability, as pH, complexation time, concentration and characteristics of organic matter were studied in laboratory using tests of metal recovery. The equilibrium times of complexation in the polymeric membrane indicated slow kinetic for metallic ions Mn(II) and Ni(II), faster for Cu(II) and Cd(II) and a low metal removal. The results with the tests using organomodified paper filters showed lowest kinetic for ions Cu(II) in comparison with Ni(II), Mn(II) and Cd(II). The relative lability observed for metallic cations complexed in aquatic humic substances (HAS) using the paper filters was Cu>>Cd>Ni>Mn. The pH values, structural characteristics and concentration of AHS exert strong influence on the lability of studied metals. The results obtained showed that the utilization of organomodified filter papers can be an interesting and promising alternative for "insitu" characterization of metal lability/inertness in aquatic systems. / Orientador: André Henrique Rosa / Coorientador: Ademir dos Santos / Banca: Raquel Fernandes Pupo Nogueira / Banca: Jorge César Masini / Mestre